• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.371-377
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• 2020

There are currently three common methods for selecting excavation supports in Polish hard coal mines. While many factors are considered when choosing appropriate support, these do not include layering or cracking in the excavation ceiling. Although global classifications of rock mass are rarely used in hard coal mines, they are utilised much more frequently during the construction of underground structures such as tunnels. Mining classifications of rock mass have been developed (e.g., in Germany) and they rely on a number of factors but are often related to local mining and geological conditions. This paper discusses the selected findings of a study carried out on seven excavation sites with diverse mining and geological characteristics. Based on the collected data, two indicators were developed to describe rock mass quality. The first indicator is referred to as the roof lithology index WL and describes the quality of the excavation roof in terms of its layering and lithology. The second indicator is the crack intensity factor n and represents the amount of cracks in an excavation's roof. The correctness of the developed indicators was supported by reliable data from the excavation in which the designed support did not fulfill its task but was changed at a later stage, after calculating the proposed indicators.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.617-628
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• 2000

이 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨상태에서 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 용접후처리를 실시하지 않은 시험체는 국내 외에서 규정하는 피로강도등급을 만족하고 있고 TIG 처리한 시험체는 용접후처리를 실시하지 않은 시험체보다 $2{\times}106$회 피로강도가 상회하는 것을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과 피로균열은 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경이 최소로 되는 점에서 다발적으로 발생하며, 반타원형 균열로 성장, 합체되어 파단에 이르는 것을 확인할 수 있었다. 한편 유한요소해석결과 용접지단부의 응력집중계수는 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경과 밀접한 관계가 있으며, 이 중에서 곡률반경이 용접지단부의 응력집중계수에 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석결과 a/t가 0.4 이하인 경우에 기하학적형상보정계수가 균열보정계수에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.1-9
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• 2010

본 연구는 실린더 내부가 경사가능재료로 코팅된 두꺼운 벽을 가진 실린더의 겉보기 파괴인성치를 해석한 것이다. 실린더는 내부로부터 반경방향의 단일 모서리 균열이 내재되어 있으며, 균열면과 내면에는 내압을 받고 있는 것으로 가정하였다. 소결온도로부터 냉각 결과 균일한 열팽창계수로 인해 실린더에는 비적합 고유스트레인이 생성되었다. 기존의 연구에서 소개된 응력확대계수 평가법에 기초해 겉보기 파괴인성치를 계산하였다. 본 연구에서는 TiC/$Al_{2}O_{3}$ FGM 코팅된 실린더를 사용하였고 겉보기 파괴인성치의 수치적인 결과를 도식화하였다. 재료분포프로파일, 실린더 벽 두께, 적용온도와 코팅두께등이 겉보기 파괴인치에 미치는 영향이 상세히 조사되었으며, 이러한 모든 인자는 실린더의 겉보기 파괴인성치를 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.17-24
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• 2020

본 연구는 제방 균열의 탐지를 위해 드론 기반의 초분광 영상을 활용하여 균열의 분광정보 및 반사율을 분석하는 것이 목적이다. 초분광 센서는 드론에 탑재된 Nano-Hyperspec을 사용하였으며 안동댐 하류 제방 균열을 대상으로 조도별 초분광 영상을 촬영하였다. 조도와 최대강도에 대한 분석 결과 상관관계를 보였으며 비균열 영역과 균열 영역의 결정계수는 각각 0.9864, 0.9851로 계산되었다. 각 영역별 같은 포인트의 반사율은 조도에 상관없이 유사한 값과 패턴을 보였으며 반사율 계산 시 기준이 되는 백색판이 조도에 따라 변하기 때문인 것으로 판단된다. 균열 영역에서 반사율은 비균열 영역에 비해 가시광선에서는 5.65%, 근적외선에서는 4.58% 낮게 나타났다. 향후 드론 촬영을 위한 짐벌 방향과 카메라 각도 등이 보정되면 좀더 정확한 균열 탐지가 가능하며 특히 초분광 영상은 일반 RGB 영상으로 확인이 어려운 균열 심도, 점토광물 종류 등에 대한 탐지가 가능하기 때문에 제방 안정성 평가를 위한 선제적 대응방법이 될 것으로 판단된다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.163-175
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• 2016

This paper presents a revised procedure for computation of double-K fracture parameters of concrete split-tension cube specimen using weight function of the centrally cracked plate of finite strip with a finite width. This is an improvement over the previous work of the authors in which the determination of double-K fracture parameters of concrete for split-tension cube test using weight function of the centrally cracked plate of infinite strip with a finite width was presented. In a recent research, it was pointed out that there are great differences between a finite strip and an infinite strip regarding their weight function and the solution of infinite strip can be utilized in the split-tension specimens when the notch size is very small. In the present work, improved version of LEFM formulas for stress intensity factor, crack mouth opening displacement and crack opening displacement profile presented in the recent research work are incorporated. The results of the double-K fracture parameters obtained using revised procedure and the previous work of the authors is compared. The double-K fracture parameters of split-tension cube specimen are also compared with those obtained for standard three point bend test specimen. The input data required for determining double-K fracture parameters for both the specimen geometries for laboratory size specimens are obtained using well known version of the Fictitious Crack Model.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.756-763
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• 2001

In the process of integrity evaluation for nuclear power plant components, a series of fracture mechanics evaluation on surface cracks in reactor pressure vessel(RPV) must be conducted. These fracture mechanics evaluation are based on stress intensity factor, K. However, under pressurized thermal shock(PTS) conditions, the combination of thermal and mechanical stress by steep temperature gradient and internal pressure causes considerably high tensile stress at the inside of RPV wall. Besides, the internal pressure during the normal operation produces high tensile stress at the RPV wall. As a result, cracks on inner surface of RPVs may experience elastic-plastic behavior which can be explained with J-integral. In such a case, however, J-integral may possibly lose its validity due to constraint effect. In this paper, in order to verify the suitability of J-integral, tow dimensional finite element analyses were applied for various surface cracks. A total of 18 crack geometries were analyzed, and $\Omega$ stresses were obtained by comparing resulting HRR stress distribution with corresponding actual stress distributions. In conclusion, HRR stress fields were found to overestimate the actual crack-tip stress field due to constraint effect.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권3호
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• pp.603-612
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• 2000

Corrosion characteristics on the 12Cr alloy steel of turbine blade was electro-chemically investigated in 3.5wt% NaCI and 12.7wt% Na2S04 solution, respectively. Electro-chemical polarization test, Huey test and Oxalic acid etching test were previously conducted to estimate corrosion susceptibility of the material. And, using the horizontal corrosion fatigue tester, corrosion fatigue characteristics of 12Cr alloy steel in distilled water, 3.5wt% NaCI solution, and 12.7wt%(1M) Na2S04 solution were also fracture-mechanically estimated and compared their results. Parameter considered was room temperature, 60'C and 90'C. Corrosion fatigue crack length was measured by DC potential difference method.Obtained results are as follows,1) 12Cr alloy steel showed high corrosion rate in 3.5wt% NaCI solution and Na2S04 solution at high tempratue.2) Intergranular corrosion sensitivity of 12 Cr alloy was smaller than austenitic stainless steel.3) Corrosion fatigue crack growth rate in 3.5wt% NaCI and 12.7wt%(IM) Na2S04 solution is entirely higher than in the distilled water, and also increased with the temperature increase.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.927-935
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• 2018

The mechanical behavior of the brittle material samples containing the internal and edge cracks are studied under direct shear tests. It is tried to investigate the effects of stress interactions and stress intensity factors at the tips of the pre-existing cracks on the failure mechanism of the bridge areas within these cracks. The direct shear tests are carried out on more than 30 various modeled samples each containing the internal cracks (S models) and edge cracks (E models). The visual inspection and a low power microscope are used to monitor the failure mechanisms of the tested samples. The cracks initiation, propagation and coalescences are being visualized in each test and the detected failure surfaces are used to study and measure the characteristics of each surface. These investigations show that as the ratio of the crack area to the total shear surface increases the shear failure mode changes to that of the tensile. When the bridge areas are fixed, the bridge areas in between the edge cracks have less strength than those of internal cracks. However, the results of this study show that for the case of internal cracks as the bridge area is increased, the strength of the material within the bridge area is decreased. It has been shown that the failure mechanism and fracture pattern of the samples depend on the bridge areas because as the bridge area decreases the interactions between the crack tip stress fields increases.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권1호
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• pp.8-15
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• 1999

교류전위차법 (alternating current potential drop : ACPD)을 이용하여 이차원 표면균열을 갖고 있는 강자성체 (ferromagnetic material)와 상자성체 (paramagnetic material)의 모드 I (opening mode) 응력확대계수($K_I$)를 효과적으로 계측하는 방법을 개발하기 위하여 하중에 따른 교류전위차 변화(change in ACPD)에 미치는 자속(magnetic flux)의 영향을 연구하였다. 그리고 하중에 따른 전위차 변화에 미치는 탈자(demagnetization) 및 균열길이의 영향을 연구하였다. 기전력을 많이 유도할 수 있도록 설계된 계측계의 경우 하중에 따른 교류전위차 변화량은 크게 증가하였다. 아울러 교류전위차 변화와 응력확대계수 변화 사이의 관계는 탈자 등의 조치가 없어도 선형적이며, 탈자는 전위차 변화에 거의 영향을 미치지 않았다. 일정 $K_I$ 변화에 의한 전위차 변화량은 균열길이에 의존하지 않고 계측계에 의존한다. 교류전위차법을 이용하여 효과적으로 응력확대계수를 결정하는 방법은 기전력을 많이 유도할 수 있도륵 설계된 계측계를 사용하여 교류전위차 변화를 측정하는 것이다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.56-63
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• 2007

복소퍼텐셜을 이용하여 타원공 또는 균열을 내재한 복합재 적층판구조 해석법을 고찰하였다. 복합재 적층판은 충격에 취약하며 이러한 충격손상은 타원공이나 균열형태의 노치로 모델화된 바 있다. 이와 같이 컷아웃부를 내재한 복잡한 형태의 복합재 적층판 해석에 유한요소해석법이 널리 사용되고 있으나 피로하중 하에서의 손상허용성 평가와 같이 손상진전에 따라 반복적으로 유한요소모델링을 수정하여 해석을 수행하여야 하는 경우 매우 번거로운 작업이 요구된다. 이러한 관점에서 복소퍼텐셜을 이용한 해석적 기법은 매우 간편하고 사용하기 손쉬운 기법이라고 할 수 있다. 이러한 해석법에 의한 계산결과를 유한요소해석 결과와 비교 분석함으로써 계산과정의 유효성과 용이성을 검증하였다.